材料參數(shù)的定義問題

我想用過ANSYS的人都知道:ANSYS計算結果的精度,不僅與模型,網(wǎng)格,算法緊密相關,而且材料參數(shù)的定義正確與否對結果的可靠性也有決定性的作用,為方便大家的學習,本人就用過的一些材料模型,作出一些總結,并給出相關的命令操作,希望對從事ANSYS應用的兄弟姐妹們有所幫助,水平有限,不對之處還望及時糾正.

先給出線性材料的定義問題,線性材料分為三類:
1.isotropic:各向同性材料
2.orthotropic:正交各向異性材料
3.anisotropic:各向異性材料

1. isotropic各向同性材料的定義:
這種材料比較普遍,而且定義也非常簡單,只需定義兩個常數(shù):EX, NUXY
NUXY默認為0.3,剪切模量GXY默認為EX/(2(1+NUXY)),如果你定義的是各向同性的彈性材料的話,這個參數(shù)一般不用定義.如果要定義,一定要和公式: EX/(2(1+NUXY))的值匹配,否則出錯,另泊松比的定義一般推薦不要超過0.5.
相關命令,例如:
mp,ex,1,300e9 
mp,nuxy,1,0.25 

2.orthotropic:正交各向異性材料:
這種材料也是比較常見的,不過定義起來稍微麻煩一點,需定義的常數(shù)有: EX, EY, EZ, NUXY, NUYZ, NUXZ, GXY, GYZ, GXZ
注意:在這里沒有默認值,就是說,如果你某些參數(shù)不定義的話,程序會提示出錯,比如:XY平面的平面應力問題,如果你只定義了EX, EY,程序將提示你,這是正交各向異性材料, GXY, NUXY是必須的.
相關命令,例如:
mp,ex,1,300e9 
mp,ey,1,200e9
mp,nuxy,1,0.25 
mp,gxy,1,170e9
…

3.anisotropic:各向異性材料:
各向異性材料定義起來較為復雜,這里我只作些簡單的說明,更詳細的資料,大家可以去看幫助.對于各向異性彈性材料的定義,需要定義彈性系數(shù)矩陣,這個矩陣是一個對稱正定陣,因而輸入的值一定要為正值.
彈性常數(shù)矩陣如下圖所示,各向異性體只有21個獨立的彈性常數(shù),因而我們也就只需輸入21個參數(shù)即可,而且對于二維問題,彈性常數(shù)縮減為10個.彈性系數(shù)矩陣可以用剛度或柔度兩種形式來定義,自己根據(jù)情況選用,輸入的時候,可以通過菜單或者TB命令的TBOPT選項來控制. 
 
相關的命令流,例如:
tb,anel,1
tbdata,1, 110e6, 120e6, 130e6, 140e6, 150e6, 160e6
tbdata,7, 220e6, 230e6, 240e6, 250e6, 260e6
tbdata,12, 330e6, 340e6, 350e6, 360e6
tbdata,16, 440e6, 450e6, 460e6
tbdata,19, 550e6, 560e6
tbdata,21, 660e6
另:需注意一下各個參數(shù)的編號順序和起始位置,不要搞錯了,輸入的時候,是按照上三角陣來錄入的,即:D11,D12,D13,D14,D15,D16,D22,D23…